Tratamiento de aguas residuales complejas del sector petroquímico mediante tecnología granular anaerobia de dos etapas. Estudio de proceso, toxicidad e hidrodinámica.

Abstract

Esta tesis aborda el uso de tecnologías anaerobias para el tratamiento de aguas residuales complejas. En concreto, se investigó un sistema de reactores anaerobios de flujo ascendente en dos etapas para tratar efluentes industriales con alta carga orgánica y compuestos tóxicos. Este sistema, probado a escalas laboratorio y piloto, logró eliminar en torno al 50% de DQO, aunque presentó toxicidad crónica. Se optimizó el tiempo de retención hidráulico a 24 horas, y se observó una significativa reducción de sulfatos. Además, se realizó un estudio hidrodinámico en base a números adimensionales, usando partículas de ABS y burbujas de aire en agua para simular el comportamiento hidrodinámico de los gránulos anaerobios. Esto permitió la identificación de los regímenes de flujo y la propuesta de nuevas correlaciones. Finalmente se desarrolló un modelo CFD bifásico para reproducir el comportamiento de los reactores.

This thesis addresses the use of anaerobic technologies for the treatment of complex wastewater from the petrochemical sector, a growing challenge due to the climate crisis and the depletion of natural resources. The application of an upflow anaerobic granular reactor system using an innovative two-stage reactor configuration (EGSB-2E) was investigated. This system, tested at laboratory and pilot scale, was able to remove 40-60% of COD, although it presented chronic toxicity after more than 2 years of operation. In addition, the hydrodynamics of these reactors was characterized in terms of flow regimes, different correlations for the prediction of granular bed expansion were proposed, and a two-phase CFD model was developed to reproduce the hydrodynamic behavior of the reactors.